Файл: Лабораторная работа по курсу общей физики Изучение электростатического поля.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.03.2024
Просмотров: 16
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
Учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра физики
ОТЧЕТ
Лабораторная работа по курсу общей физики
Изучение электростатического поля
Проверил. Выполнили
Преподаватель Студенты гр. 120-1
___________ Палешева Е.В. ___________ Бормотов Е.Д.
___________ Дашеев Ц.А.
Томск 2020
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной работы является изучение электростатического поля зондовым методом и построение графической картины поля.
1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки.
1 – Источник питания; 2 – вольтметр; 3 – измерительный зонд;
4 – токопроводящая бумага; 5 – электроды
В работе используется метод моделирования – изучения электростатического поля путем создания другого эквивалентного ему поля постоянного во времени электрического тока.
Устанавливая потенциал зонда через некоторый интервал, прокалываем проводящую бумагу и листы в точках с потенциалом, равным потенциалу зонда. С помощью полученных точек проводим линии равного потенциала, по которым строим силовые линии электростатического поля. В заданной преподавателем точке поля находим его напряженность и силу, действующую на определенный заряд.
2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Напряженность поля в точке рассчитывается по формуле:
, (2.1)Где
– разность потенциалов между соседними эквипотенциальными линиями;
расстояние между линиями;
Сила, с которой действует электростатическое поле на заряженную частицу рассчитывается по формуле:
, (2.2)Где E – напряженность поля в данной точке;
q – заряд;
Относительная погрешность
определяется по формуле:
(2.3)Относительная погрешность напряженности рассчитывается по формуле:
, (2.4)Где
- относительная погрешность измерения напряженности;ε(
) – относительная погрешность измерения расстояния;Абсолютная погрешность измерения напряженности рассчитывается по формуле:
(2.5)3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Результатом данного эксперимента служит картина силовых линий поля (рисунок 3.1). На ней изображены эквипотенциальные линии и ортогональные к ним силовые линии электростатического поля. В таблице 3.1 приведены экспериментальные данные:
Рисунок 3.1 – Картина силовых линий поля.
Таблица 3.1 – Результаты прямых и косвенных измерений
| Потенциалы эквипотенциальных линий | Дополнительные расчетные данные |
| Φ1 = 0 В | |
| Ф2 = 1.5 В | |
| Ф3 = 3.2 В | |
| Ф4 = 4.6 В |  |
| Ф5 = 6.2 В | |
| Ф6 = 7.5 В | |
| Ф7 = 9.1 В | |
| Ф8 = 10.5 В | |
| Ф9 = 12 В | |
| Ф10 = 14.6 В | |
Рассчитаем значения максимальной и минимальной напряженности поля по формуле 2.1
Рассчитаем значения силы в точках с максимальной и минимальной напряженности поля по формуле 2.2
Определим относительную погрешность
по формуле 2.3
Определим относительную погрешность
по формуле 2.4
.Определим абсолютную погрешность
по формуле 2.5.
.Определим относительную погрешность
по формуле 2.3
.Определим относительную погрешность
по формуле 2.4
.Определим абсолютную погрешность
по формуле 2.5.
.Дополнительное задание
Рассчитаем напряженность в точке поля по формуле 2.1
.Определим относительную погрешность
по формуле 2.3
Определим относительную погрешность
по формуле 2.4
.Определим абсолютную погрешность
по формуле 2.5.
.Определим силу в точке поля:
Заключение
В ходе эксперимента при помощи метода зондирования была построена картина электростатического поля, определены максимальная и минимальная напряженности поля, рассчитаны значения силы в точках с максимальной и минимальной напряженности поля, в точке поля, определена напряженность в точке поля.
= -65 ± 8.23 
. = -650 ± 334.75 
Напряженность в точке поля:
.Сила в точке поля:
